【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源领域，具体地说是一种利用微藻生产生物柴油的方法，属于生物柴油制备领域。
技术介绍
1、生物柴油因其可生物降解性、环保性和丰富的原料而成为一种很有前途的可再生能源。在众多生物柴油原料中，微藻因其快速的生长速度和高含油量而备受欢迎，除此之外还含有大量的蛋白质和碳水化合物。微藻油脂生产生物柴油通常要经预处理破壁、脂质提取、酯交换和生物柴油分离提取过程。直接进行的原位酯交换可以将脂质提取和酯交换整合到一个步骤提高生物柴油的生产效率，降低操作的繁琐性和减少氯仿、石油醚等额外低极性有机溶剂的使用。至于剩余的蛋白质和碳水化合物，由于油脂“优先”策略，酯交换过后含有大量蛋白质和碳水化合物的藻渣通常被浪费。
2、肖志刚等人将dbu、甲醇与植物油料直接混合后原位酯交换制备甘油二酯，将酯交换各步骤有效整合到一步，同时有效回收了溶剂(肖志刚,崔晓彤,杨宏黎,等.利用dbu原位萃取酯交换制备分离甘油二酯的方法和设备:cn201611072816.0[p].cn106588660a[2023-12-04])，但该过程忽略生物柴油的生产且油脂的萃取率仍具有提升空间。hoang chinhnguyen等人将dbu、甲醇与废咖啡渣直接混合获得了较高生物柴油产率，但需要130℃的反应温度(nguyen h c,nguyen m l,wang f m,et al.using switchable solvent as asolvent and catalyst for in situ transesterification of sp
3、已报道的高效前处理技术中，低共熔溶剂因其熔点低、溶解度高、制备简单、环境友好等优点而受到广泛关注。然而，并不是所有的低共熔溶剂都具有高效的预处理能力和整合原位酯交换反应的能力。通常需要高的氢键接受能力有效地破坏细胞壁、催化酯交换的酸/碱特性、溶解脂肪和提取生物柴油的低极性特性。还需要解决生物柴油从低极性溶剂中分离难和低共熔溶剂组分回收难的挑战。蒸馏是分离生物柴油和回收低共熔溶剂组分的常规方法。这种方法可以在没有大分子/不溶化合物的情况下回收溶剂，但很难去除可溶性杂质和降解产物，而且提取物仍然溶解在溶剂中。
4、对于蛋白质和碳水化合物，除了油脂“优先”策略外，已报道的碳水化合物或者蛋白“优先”也面临着其他组分浪费的问题，且蛋白质通常在提取后通过分离后以厌氧消化的形式发酵为甲烷等燃烧值相对低的产品。同样地，碳水化合物通常需要经过纤维素酶解、发酵等步骤制备生物乙醇等燃烧值相对低的产品，在一定程度上造成了能量的浪费；且由于藻渣中少量木质素等酶解抑制物的存在，降低了纤维酶解的效率。
5、上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种微藻制备生物柴油的方法；一方面将常规生产生物柴油技术中的预处理用于破壁、低极性溶剂用于油脂提取、碱性均相催化剂用于酯交换生产生物柴油以及低极性溶剂分离提取生物柴油整合到一步，并解决生物柴油分离和溶剂回收难的问题；另一方面，以生物漏斗(即通过微生物的代谢网络，将多种底物引向单一产品)的形式将蛋白质和碳水化合转化为生物柴油，减少了蛋白质分离和发酵过程以及分别发酵为甲烷、乙醇等低燃烧值产品的能量损耗。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、微藻制备生物柴油的方法，包括如下步骤：
4、s1.将低共熔溶剂与微藻生物质混合，搅拌预处理并原位酯交换；
5、s2.离心得到上层液体和藻渣；
6、s3.上层液体通入co2，形成两相分层，上层为生物柴油相，下层为强极性液体相。
7、所述方法还包括：s4.将藻渣在柠檬酸缓冲液体系中用纤维素酶酶解；然后发酵获得酵母生物质；然后通过原位酯交换酵母生物质以生产生物柴油。
8、所述低共熔溶剂为：r1.dbu与甲醇按摩尔比1：3混合搅拌获得；
9、或r2.dbu与乙醇按摩尔比1：3混合搅拌获得；
10、或r3.四甲基胍与甲醇按摩尔比1：3混合搅拌获得；
11、或r4.四甲基胍与乙醇按摩尔比1：3混合搅拌获得。
12、进一步地，步骤s3获得的强极性液体相，通过加热方式回收原低共熔溶剂的组分。
13、另外，本专利技术还提供一种微藻藻渣制备生物柴油的方法，包括如下步骤：
14、sa1.微藻藻渣无需分离蛋白质，直接在柠檬酸缓冲液体系中，用纤维素酶酶解；
15、sa2.酶解后的物质，在正常发酵环境中接种酵母，发酵获得酵母生物质；
16、sa3.原位酯交换酵母生物质以生产生物柴油。
17、另外，本专利技术还提供一种低共熔溶剂，通过dbu与甲醇按摩尔比1：3混合搅拌获得；
18、或通过dbu与乙醇按摩尔比1：3混合搅拌获得；
19、或通过四甲基胍与甲醇按摩尔比1：3混合搅拌获得；
20、或通过四甲基胍与乙醇按摩尔比1：3混合搅拌获得。
21、采用以上技术方案，本专利技术具有以下优点：
22、1.本专利技术不仅将微藻通过原位酯交换生产生物柴油，而且酯交换过后含有大量蛋白质和碳水化合物的藻渣，也利用起来生产生物柴油。
23、2.常规技术中，藻渣加入柠檬酸缓冲液后，离心分离蛋白质和碳水化合物，其中蛋白质发酵成沼气，而碳水化合物用纤维素酶解为单糖，然后发酵为生物乙醇，本专利技术则是将藻渣加入柠檬酸缓冲液后，一起酶解然后发酵，再生产燃烧值更高的生物柴油。
24、3.本专利技术将dbu/四甲基胍与甲醇/乙醇先混合制备低共熔溶剂，然后将该低共熔溶剂与微藻混合，进行预处理破壁和原位酯交换，相比现有技术的将dbu/四甲基胍、甲醇/乙醇及微藻同时混合进行原位酯交换效果更好。
25、4.本专利技术将藻渣加入柠檬酸缓冲液后，一起酶解然后发酵，藻渣中的蛋白质与碳水化合物未分离，纤维素酶可以将藻渣中的碳水化合物酶解为皮状丝孢酵母能利用的单糖，并且在蛋白质的存在下，蛋白质会优先与木质素等酶解抑制物结合从而使纤维素酶与碳水化合物更有效地结合，从而提高了纤维素的酶解效率。
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1.微藻制备生物柴油的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的微藻制备生物柴油的方法，其特征在于，步骤还包括：S4.将藻渣在柠檬酸缓冲液体系中用纤维素酶酶解；然后发酵获得酵母生物质；然后通过原位酯交换酵母生物质以生产生物柴油。
3.如权利要求1所述的微藻制备生物柴油的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂为：R1.DBU与甲醇按摩尔比1：3混合搅拌获得；
4.如权利要求1所述的微藻制备生物柴油的方法，其特征在于，步骤S3获得的强极性液体相，通过加热方式回收原低共熔溶剂组分。
5.微藻藻渣制备生物柴油的方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.低共熔溶剂，其特征在于，所述低共熔溶剂通过DBU与甲醇按摩尔比1：3混合搅拌获得；或通过DBU与乙醇按摩尔比1：3混合搅拌获得；或通过四甲基胍与甲醇按摩尔比1：3混合搅拌获得；或通过四甲基胍与乙醇按摩尔比1：3混合搅拌获得。
【技术特征摘要】
1.微藻制备生物柴油的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的微藻制备生物柴油的方法，其特征在于，步骤还包括：s4.将藻渣在柠檬酸缓冲液体系中用纤维素酶酶解；然后发酵获得酵母生物质；然后通过原位酯交换酵母生物质以生产生物柴油。
3.如权利要求1所述的微藻制备生物柴油的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂为：r1.dbu与甲醇按摩尔比1：3混合搅拌获得；
4.如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓芳，罗航宇，张壮壮，裴正飞，孟攀，
申请(专利权)人：贵阳学院，
类型：发明
国别省市：
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